החוליה החסרה באבולוציה: פטריה פרימיטיבית

מדענים מאוניברסיטת פורדיו שבאינדיאנה חקרו את המבנה התלת-מימדי של חלבון פטרייתי הקשור למולקולת RNA והגיעו למסקנה כי מדובר באחת מהחוליות האבולוציוניות החסרות במעבר מעידן הרנ"א לעידן ה-DNA

מדענים מאוניברסיטת פורדיו, אינדיאנה שבארה"ב חקרו את המבנה התלת-מימדי של חלבון פטרייתי הקשור למולקולת RNA והצליחו להגיע למסקנה כי מדובר באחת מהחוליות האבולוציוניות החסרות במעבר מעידן ה-RNA לעידן ה-DNA, כך פורסם השבוע במגזין Nature.

 

לפי התיאוריות השכיחות כיום, החיים החלו עם עידן ה-RNA. בזמן זה, המולקולה שיכלה לשכפל את עצמה היתה מולקולת ה-RNA, ולא מולקולת ה-DNA השכיחה כיום. ה-RNA הקדום היה מסוגל לשכפל את עצמו וגם לבצע ריאקציות כימיות בדומה לחלבונים. בשלב מסויים, ה-RNA התפתח והצליח

להביא ליצירת חלבונים. אותם חלבונים הפכו להיות אחראים על ביצוע הריאקציות הכימיות שהיו בעבר תפקידה הבלעדי של מולקולת ה-RNA. לפי אלן לאמבוויץ, מנהל המכון לביולוגיה תאית ומולקולרית באוניברסיטת טקסס, החוקרים הצליחו לגלות את אחד מאותם חלבוני-מעבר, המשתפים פעולה עם ה-RNA ומסייעים לה בביצוע ריאקציות כימיות שונות.

 

עוד ב"הידען": תאי גזע ממקור חדש - ביציות לא מופרות

 

"עכשיו אנחנו יכולים לראות איך RNA התקדם והתחיל לשתף פעולה עם חלבונים," הוא אומר. "זה היה צעד חשוב ביותר, שלא התגלה עד עתה."

 

לאמבוויץ ועמיתו למחקר באוניברסיטת טקסס, פול פאוקסטליס, רצו לראות כיצד עובד החלבון הפטרייתי. קבוצתה של ברברה גולדן – ביולוגית מבנית – קיבלה על עצמה את האתגר והצליחה להעביר את המולקולה קריסטליזציה. במצבה הגבישי, החוקרים היו מסוגלים לקבל הדמיה של המבנה התלת-מימדי של המולקולה.

 

"כמובן שאיננו יכולים לראות את התהליך האבולוציוני בו מערכת המבוססת על RNA הופכת למערכת המבוססת על RNA וחלבונים ובסוף ל-DNA. נצטרך מכונת זמן בשביל לראות את זה," אומרת גולדן. "אך דרך החלבון הפטרייתי הזה, אנו יכולים לראות את התהליך מתרחש בזמננו."

 

עוד ב"הידען": חוקרים גרמנים גילו כי אנשים בעלי גן מסויים מתקשים יותר בלמידה דרך משובים שליליים

 

התועלת: פיתוח תרופות אנטי פטרייתיות

מתוך ההתבוננות בחלבון הגבישי, המדענים הצליחו לראות כי החלבון מבצע את אותן ריאקציות כימיות ש-RNA מבצע באורגניזמים פשוטים יותר. לפי פאוקסטליס החלבון מייצב חלק מסויים – אינטרון - ממולקולת ה-RNA הארוכה, ובכך מאפשר ל-RNA להיפטר משאר החלקים הלא-שמישים וליצור גן פעיל. "מולקולת ה-RNA במחקר שלנו מסוגלת אמנם לבצע ריאקציות כימיות ספציפיות על עצמה, אך היא זקוקה לחלבון כדי שהריאקציה תתרחש ביעילות," הוא אומר.

 

מעבר לתובנה האבולוציונית המופקת מהמחקר, המידע יכול להוביל לשימושים קליניים בפיתוח תרופות אנטי-פטרייתיות המסוגלות לקטול גורמי-מחלות. "זה אחד הצעדים הבאים," אומר לאמבוויץ. "צעד נוסף הוא להפיק תובנות מפורטות יותר על מבנה החלבון, כדי שנוכל להבין את הריאקציות הכימיות העתיקות."

 

עוד ב"הידען": ספירת מלאי – כמה גנים יש לנו באמת?